Способ получения цеолитного адсорбента
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских .Социалистических Рес ублик
<щ983047
Ф (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 100781 (2т) 3314332/23-26 р М gw з с присоединением заявки NPС 01 В 33/26
Государственный комитет
СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет— (33) УДК 661. 183. .6(088.8) Опубликовано 23.1282. Бюллетень Йо47
Дата опубликования описания 23;1282 (72) Авторы изобретения
A A Ãoðÿ÷åâ, Л.Д.Проскуряков, Н.П.Квитко, A,Ä.Æóðàâëåâ, Д.И.Черток и Е.Б.Быч (73) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕОЛИТНОГО Al1ÑOÐÅÅHÒÀ
Изобретение относится к способам получения алюмосиликатных минеральных сорбентов, в частности низкокремнистых цеолитов для использования в качестве компонента синтетических моющих средств (СМС)..
Известен способ получения алюмосиликата для СМС кристаллизацией алюмокремнегеля (Ма О : At<0>2,5-3,5;
Si01. А 205 1,5-2,0; Н,О: Na<0
20-50) при температуре выше 85 С выход продукта. составляет 140150 кг/мЗ 1).
Недостатком известного способа является низкий выход продукта.
Наиболее близким к предлагаемому по текнической сущности и достигаемому результату является способ получения цеолитного сорбента (цеолит типа А ), включающий кристаллизацию щелочного алюмокремнегеля из смеси 2,5-6,0 На 0 ° Al<0 .0,5-5,0 S i0, 6-200 НоО при 90 С. Сливание растворов при этом ведут при 70 С.
Натрий-калиевый продукт получают из натриевой формы обменом 25Ъ-ным раствором KCi при 80-90 С; Количество сорбируемого СаО в пересчете на безвоДный цеолит 172-182 мг/г (2 3..
Недостатком известного способа является невозможность прямого получения сорбента, активного по каль-. цию, из щелочных алюмокремнегелей, содержащих значительные количества калия, поэтому для получения натрийкалиевого продукта после кристаллизации проводят стадию ионного обмещ на.
Цель изобретения — упрощение и удешевление способа °
Поставленная цель достигается способом получения цеолитного адсорбента, включающим смещение щелочного силикатного раствора с алюминием с получением алюмокремнегеля и его кристаллизацию при повышенной температуре, причем смешение ведут путем приливания щелочного силикатного раствора к алюминатному раствору со скоростью 20-300 л/м ;мин до получения в алюмокремнегеле мольного соотношения компонентов S i 0g/AF<0>, равного О., 70-1, 25, ИЕ .Ме О/АЙ С равного
1,65-2,48, а кристаллизацию ведут при 65-85о С.
При изменении порядка сливания растворов, повышении температуры и скорости сливания образуется содалитоподобная фаза, при более низ983047 кой температуре и скорости удлиняет ся продолжительность процесса получения минерального сорбента и обра" эуются неоднородные по размерам кристаллы. При повышении значений мольных отношений окислов в алюмокремнегеле образуется содалитоподобная фаза, при снижении величины
SI0>: A2 Op,уменьшается выход и степень использования сырья нри кристаллизации,. а значение ниже 2Ме О i A2 В оптимальном режиме осуществления способа образуются однородные i5 кристаллы продукта округлой формы диаметром 2-5 мкм, сорбция кальция (по Ca9 ) составляет 110-140 мг/г воздушносухого сорбента (непосредственный анализ продукта после сорб- щ ции) или в пересчете на безводный продукт 145-180 мг/г. Высокое значение сорбции кальция достигается даже при 20 С за 5 мии, контакта (по сравнению с содалитовым продук- 25 том по известному способу .20 мг/г ). По рентгенограмме получаемый согласно предлагаемому способу минеральйый сорбент имеет некоторое сходство с цеолитом А, а по химическому составу аналогичен алюминатному содалиту, мас.В : Nag0 10-21; К О 2-12; АУ 05 26-31; Si0 28-33, т.,е. имеет Формулу 1,1-1,2 Ме О AJ>O>» х 1,6-1,73 S10g. П О, что отлично от цеолита A. Кристаллизация алюмокремнегеля предлагаемого состава при 80 С заканчивается за 3-5 ч. Выход продукТа, составляет 160-300 кг/м алюмокремнегеля. Для приготовления исходного алюмокремнегеля используется алюминатный раствор, имеюший каустический модуль с „=1,4-2,3, концентрацию ГМе О 1,8-5,5 моль/л и количество калйя К О:File>O не более 0,30 моль и щелочйой силикатный раствор (раствор натрового жидкого стекла, приготовЛенный из силикат-глыбы), имеюШий концентрацию Ме О (Ма 0) 1-2 моль/л и кремниевый модуль N = 1,0"4,0. Оптимальное соотношение объемов алюминатного и силикатного растворов 1:3-3:1. Пример. В полиэтиленовую банку с крышкой и мешалкой вносят алюминатный раствор и к нему при не- рерЫвиом перемешивании при 20 С с укаэанной скоростью приливают силикатный раствор (отфильтрованный раствор жидкого стекла ). С ставы исходных растворов и их соотношение приведены в таблице. Обций объем растворов (алюмокремнегеля ) 1 л. Алюмокремнегель перемешивают при 20 С 10 мин, после чего начинают нагрев в термостате. Продолжительность нагрева до 80-90 С 40-60 мин. Состав получаемых алюмокремнегелей и условия кристаллизации приведены в,таблице. Осадок после промывки горячей водой, просушен при 120 С. 983047 d н о v н 3 о 3 о Ц и 1 Ф I » Х Х 1 Х I аф40 1 М ЕЬ Cf о v.l I 1 «.» CO с Ъ 4 «-» «-4 ««Ъ Ю ф «съ D с с«4 D с 4 с « 4 cF CO с ° «3 (с3 3 с «3 Ю Д ««3 ° О С» В I сл X. ОЪ ф с Ъ 3 «сЪ сч с ъ с«Ъ с С0 сч «А D с«Ъ о с Ch сч «4 с ОЪ сч С4 C) «Л I с Ъ с ««Ъ ««ф ! o С«3 I 04 1 а, сч С0 ОЪ сч с Ъ с «съ Ф Ц о 3« ОЪ ф с Ц «О ф а «сЪ О ОЪ ф «3 D с ° -4 « 4 1 ! o С4 I И A о Ю с « 4 Ю с «4 Ю с Сс г» «0 3А «4 Ю с « 4 Ю С4 С! ° й D ьсЪ сч 3« CO сч со О в о «» ««Ъ о ««Ъ сч Сс с"Ъ «Ч о о С» 44 «33 Ф С 1 1 1 СО сс с о Ch 4 с Ю CO с 1 ф 1 х 1 и 1 Ф I а «сЪ ! с CO с CO с CO с Ю ф с Ю ь с «-3 сЧ «» с «.» Ю с 4 ъ Ю с «4 CO с Сс с CO с Ъ с сч СО Ю с сЧ ° Ф с сч « » «-4 с 4«4 ° 3« с 4«4 о с сч 43\! I ! u I о с0 30 1 о а 1 ov до D сО I I CO с о сч с «-» о с сч I I 1 Х I 3 Н Х I ХЕМ ! охх «0 ..«О 3с с с .сч сч «х 3 а х о Ц М он 34 о O CI ма с 3 с с«Ъ 1 Х Ю 3 с «3 4 с с «-3 Сс с «-4 Ю 3 с «-« D с с «» о Зс с 4 ю. о «3« 3с «-4 «-4 о О 0 3 о,хоо О Х 43 сп 3» V aCI3- и с Э l« С3 О И а х ф ° х о хе а3 И М а ф С о I 1 1 К(О 34 с ио а Э 3 С0 I4 D Ct E» X 1.о I 3 3 с» «сь 33Д о 1 53 щ я < 4 о о х о с Ф I,q3 ЕО Е с4 Ос Г (д I 1 Д Н 3О4:! C:U 3аохфо 1 3.".Ix I t ctЙ и х I «0 Х I д - хх 3«! с««« оохlхЛИ хоаех и à l0 х х Z 34 1 н e I.!CO Ф Ф Е ",ь 43 Е Э Х Ф с и ан ао ах а 1 3 I I Р3Н ф Q Н Ооъ оиед0343а оохооео3 иххойа43с I 1 «1 1 I 1 1 Сс с ф СЧ 3: х 4., сч CI с Ц «У ф а И о о с «А ф,« «О О «СЪ с«Ъ «Ч «» «» «-3 «-4 ° 3 О О О 3 сЪ с«ъ сч сч о о о ф C0 CO с с с о о о сч сч сч «-4 «-3 «4 с с \ «-4 «-3 «4 «4 «-4 «4 «-3 «.4 «"4 с с с ««4 сч СЧ о о о ф ф ф ооо о сч сч сч сч СЧ СЧ «Ч с с «-Ь «Ч ° 4 «О «О «О «43 гс с с с «ч сч «ч сч о о. о 3 .с с «.» «-3 «.4 983047 Формула изобретения Составитель Т.Беренштейн Редактор Н.Рогулич Техред С.Мигунова Корректор A. Ференц Заказ 9822/25 Тираж 509 Подписное ВНИИПИ 1осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ! Предлагаемый способ получения, минерального алюмосиликатного сорбента обладает по сравнению с известным способом следующими преимуществами. Для получения активного по кальцию сорбента (110-150 мг СаО/г воздушносухого продукта ) для СМС могут быть использованы технические щелочные растворы, содержащие калий, например, получаемые при переработке глиноземного сырья, что уде- 10 шевляет производство. Поскольку для щелочи и алюминия в себестоимости сорбента в известных способах составляет 55-60%, то снижение их стоимости в 2 раза при использовании технических продуктов уменьшит ее на 40%, и при производстве 100 тыс.т в год даст экономию 4-5 млн. руб. Достигается высокий выход продукта (до 300 кг/r ), при снижении про- 2() должительности температуры и процесса, что повышает производительность процесса и снижает себестоимость производства. Минеральный сорбент получается в виде кристаллов одинаково- 25, го размера (1-5 мкм) со скругленными углами, что уменьшает механический износ тканей при стирке. Получаемый минеральный сорбент обладает в отличие от содалитового продукта высокой кинетикой при сорбции кальция при низких температурах (мг gaQ/г ) t -20ОС, 5 мин 52 (24 ), 20 мин 65 (28 ), t — 90 С, 5 мин 111 (85 ), 20 мин 120 (95 ) (в скобках .„для содалитового продукта ). Таким образом, продукт не отличается по качествч от получаемого в чисто натриевой алюмосиликатной системе. Упрощение способа относительно известного достигается поскольку становится ненужной стадия обмена ионного Na на К, растворы сливаются при комнатной температуре, т.е. без нагревания. 1. Способ получения цеолитного адсорбента, включающий смешение щелочного силикатного. раствора с алюминатным с получением алюмокремнегеля и его кристаллизацию при повышенной температуре, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения и удешевления способа, смешение ведут путем приливания щелочного силикатного раствора к алюминатному раствору до получения в алюмокремнегеле мольного соотношения компонентов S i 0 / АР ОЙ равного О, 70-1, 25, и ЕМе О/АР О, равного 1,65-),48,а кристаллизацию ведут при 65-85 С. 2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что приливание щелочного силикатного раствора к алюминатному раствору ведут со скоростью 20-300 л/мэ.мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ Р 2722535, кл. С 01 В 33/28, 1978. 2. Патент ФРГ 9 2531342, кл. С 11 0 3/12, 1977.
